Способ определения эффекта модифицирования чугуна

Способ определения эффекта модифицирования чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТА МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА, включающий заливку пробы и измерение заданной характеристики чугуна при его охлаждении, отличающийс я тем, что, с целью упрощения способа, измеряют объемную усадку при охлаждении и оптимальность эффекта модифицирования устанавливают при достижении усадки в пределах 6-12%. i (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

OhlWNOII»

PECflYSËÈН ае (и) Заж G 01 N 33/20

ocvQApc TBEHHblA номитет ссср

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 в., Г

ББ g„„„ :, 1

« (21) 3507145/22-02 (22) 29.10.82 (46) 23.09.84. Бюл. N 35 (72) В.Г. Грушко, Н.А. Гедеревич, Г.10. Шульте и Е.Г. Гутаров (71) Запорожский ордена "Знак Почета" машиностроительный институт им. В.Я. Чубаря (53) 669.162.144(088.8) (56) 1. Пивоварский Е. Высококачественный чугун. М., "Металлургия", 1965, с. 424-427.

2. 3.И.-Сер. "Технология и оборудо(1 ванне литийного производства, 1975, М- 12, с. 63-65. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТА МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА, включающий заливку пробы и измерение заданной характеристики чугуна при его охлаждении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения способа, измеряют объемную усадку при охлаждении и оптимальность эффекта модифицирования устанавливают при достижении усадки в пределах

6-12Х.

1114949 2

f0

30

45 ую

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является способ ! определения эффекта модифицирования чугуна, включающий заливку цилинд.рической пробы жидким металлом и

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве высокопрочного чугуна.

В литейном производстве нередко распространено литье из высокопрочного чугуна, полученного за счет модифицирования легкокипящими металлами (например, магния} . После модифицирования графит в чугуне преобразуется из пластинчатой форw в глобулярную. Глобуляризация графита способствует резкому повышению механических свойств чугуна.

Например, предел прочности на разрыв и изгиб повышается после модифыцирования в 1,5-2 раза. В настоящее время о достигнутом модифицирую щем эффекте судят по данным механических испытаний и металлографического анализа, проводимых на специальных образцах, получаемых путем механической обработки и исследуемых на специальных приборах

Проведение такого анализа трудоемко и требует значительного времени.

Поэтому результаты о модифицирующем эффекте и качестве чугуна получают после того, как плавка .разлита по формам и когда исправя ление металла оказывается уже невозможным

Известен способ и устройство контроля усадки чугуна в жидком состоянии при затвердевании, включающий измерение объемной усадки стержневой формы перед заливкой, расчет усадки жидкого металла после заливки по разности объема формы и цилиндрической отливки, а также по разности между кажущейся и истинной плотностями Я .

Недостатком указанного способа является то, что невозможно установить связи между величиной объемной усадки и эффектом модифицирования, так как эффект модифицирования — это способность модифицир щего реагента изменить форму графитовых вкпючений в чугуне, которая влияет на физико-механические свойства. снятие с помощью погруженной в расплаве термопарой, специальным прибором дифференциальных кривых охлаждения до полной кристаллизации пробы, по форме кривой охлаждения судят об эффекте модифицирования )2) .

Однако. известный .способ контроля качества чугуна сложен, так как требует использования дорогостоящего оборудования, сложной ап- „ паратуры, квалифицированного обслуживания, что удорожает производство отливок из высокопрочного чугуна н затрудняет его применение в практике литейных цехов.

Целью изобретения является упрощение сгособа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения эффекта модифицирования чугуна, включающему заливку пробы и измерение заданной характеристики чугуна при его охлаждении, измеряют объемную усадку при охпаждении и оптимальность эффекта модифицирования устанавливают при достижении объемной усадки в пределах

6-12Х.

Пример 1. Определяют объемную усадку, проводят металлографический анализ и исследования физико-механических свойств феррит-. ных, феррито-перлитных и перлитных высокопрочных чугунов модифици.рованных магнием и магнийсодержащей лигатурой до содержания магния в металле 0,008-0,075Х. Чугун выплавляют в индукционной печи с содержанием в нем элементов, мас.Ж:

2,7-3,6 углерода, 1,1-3,0 кремния, 0,3-0,7 марганца,до 0,1 фосфора, до 0,03 серы, 0-0,3 меди. Объемную усадку определяют на специальных пробах, состоящих из шара и примыкающего к нему цилиндрического стояка. После заливки форм кристаллизация расположенной в ней специальной пробы проходит таким образом, что вся усадочная раковина концентрируется в стояке, а скрытая усадоч ная раковина (1X. Поэтому объемную усадку определяют по изменению объема стояка после кристаллизации.

Параллельно с этой специальной пробой заливают стандартные образцы для определения физико-механических свойств по ГОСТ 7293-79 и меf4949 4 по сечению отливок, что приводит к резкому понижению физико-механических свойств чугунов .

Предлагаемый способ экспресс-конт-. роля качества высокопрочного чугуна позволяет быстро определять качество металла и уровень физико-механических свойств металла перед заливкой его в формы, что в свою очеjQ редь дает возможность более надежно получать отливки с заданными свойствами, при необходимости исправить металл перед заливкой его по формам дополнительным модифицирова" нием, при этом отпадает необходимость: в дорогостоящем оборудовании и квалифицированном обслуживании, что дает зкономию в народном хозяйстве

125 тыс. рублей.

Механические свойства в литом состоянии

ВелиСтруктура в литом состоянии чина объемной

Относительное

Предел прочносусадХ

Твердость, НВ удлинети при растяжении

Н/мм ние, чугуны

0,008

Ппастинча- 18,5 тый графит., феррит

2,1

0,6 181

ШГ +В1 35,6

Х У

40Х феррит

3,3 2,4 0,4 0,1 0,026 — 0,026 4,6

2,5 179

3 5 1 6 0,4 0,09 0,035 — 0 035 5,9

5,2 170

ШГ+10% ВГ, 36,8 феррит

3629 06. 01 003. — 0042 60

t 8,0 156

ШГ, феррит 38,0

2,7 2,4 0,4 0,09 0,025 — 0,048

0,09 0,028 — 0,06

3,3 1,6

3,6 2,4

0,3

10,4 59

0,5

0,1 0,03 — 0,075 12 15

ШГ непра- 35,2 вильной формы, феррит таллографического анализа по

ГОСТ 3443-77.

Результаты исследований приведены в таблице.

Из таблицы видно, что у ферритных, феррито-перлитных и перлитных чугунов при объемной усадке в пределах 6-12% уровень физико-механических свойств соответствует требованиям, предъявляемым ГОСТ 7293-79 для отливок из высокопрочного чугуна, а структура чугуна содержитшаровидный графит правильной формы, равномерно распределенный по всему сечению отливок. При объемной усадке чугунов меньше 6Х или больше

12Х наблюдается нарушение правильности шаровидной формы графита и равномерности его распределения

Содержание элементов, мас. Х

Ферритные

2е7 1 в1 ОэЗ Ов09 ОБОЗ

8,25 ШГ, феррит 42,5 21,5 f 70

12,0 mI, феррит 42,0 20,5 169

1,114949

Продолжение таблицы

Структура в литом состоянии

ВелиМеханические свойства в литом состоянии

Содержание элементов, мас.Х чина объем-- ной

Относител ьПредел прочности усадки

С S1

Cu Ng

Nn P S

Твердость, НВ ное уллинение, Х

0,008 2,09

Пластинча- 16,5 тый графит, 40Х перлита

0,2 210

0,026 4,84

36 5 3 2 185

ВГ + 20Х

ШГ, 50Х перлита

40,5 2,8 197

ШГ + 15Х

ВГ, 60Х перлита

0,035 5,9

48, 5 12,5 187

ШГ, 45Х перлита

0,045 6, О

49,0 10,0 185

ШГ, 45% перлита

0,05

46,5 5,0 195

ШГ, 55Х перлита

0,06

12,0

40,5 1,2 241

0,09 0,029

0,072 12 1

3,6 2, 1 0,56

21,0 — 197

ВГ, пер- 38,5 0,6 197 лит + 20X феррита

Феррито-перлитные чугуны

2,7 2,4 Оэ45 О 09 Ое 03

3,2 2,0 0,54 0,09 0,28

Зэ5 1 э6 Оэб Оэ1 Оэ029

3,6 2,9 0,7 0,09 0,03

3,4 1 ° 2 0,65 О, 09 0,029

3,5 2,2 0,62 0,09 0,028

Перлитные чугуны

2,7 1,1 0,7 0,09 0,03 0,15 0,008 2,5

3,3 2,4 0,4 0,09 0,028 0,3 0,026 3,8

ШГ неправильной формы, участки цементита, ЬОХ перлита

Пластинчатый графит, перлит при растяжении, Н /мм2

1114949

< Продолжение таблицы

Механические свойства в литом состоянии

Содержание элементов, мас.X

Структура в литом с остоя нии

Величина объемной

Отноусадкн, Х

Нп Р S

Cu Ng сительС Sl

Твердость, НВ ное уллинеwe, 5,9 ШГ + 20X 41,5 2,4 185

ВГ, 90Х перлита

6,0 ШГ, пер- 50,5 2,0 217 лит

745 ШГ, пер- 655 32 235 лит

12,0 ШГ, пер- 63,0 3,0 235 лит

0,028 0,3 0,075

3624 065 01

12,15 ШГ, 5-8Х 42,5 цементита ! по сечению отливок, перлит

1,2 289

М вЂ” Шаровидный графит

ЗХ вЂ” Вермикулярный графит

Составитель Г. Дудик

Техред Л.Мжеш. Корректор1Ю. Иака ейко редактор В. Иванова

Заказ 6760/30 . Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3,6 1,8 0,65 0,1 0,03 0,26 0,042

3 6 2 9 0 6 0 09 0 029 0 3 0 045

2,7 2,4 0,7 0,09 0,03 0,29 0,048

3,3 1,6 0,7 0,09 0,028 0,3 0,062

Предел прочности при растяжении, Я/мм2